MIT研究人員開發了集成的光波電子電路，超快速捕獲光的電場

MIT研究人員開發了集成的光波電子電路，每秒近1千萬億次捕獲振蕩的光的電場

光波的振蕩速度遠遠快於大多數傳感器的響應速度。太陽能電池，或用於從DVR中的遙控器接收信號的紅外光電探測器，只能感應到光線所傳遞的總能量，無法獲取光線所組成的快速振蕩電場的細微細節。。基本上所有的商業光傳感器都遇到相同的問題：它們像麥克風一樣工作，可以告訴人們大喊（或竊竊私語），但聽不清任何單個單詞。

但是，在過去的幾年中，科學家和工程師們一直在設計巧妙的技術來感知光場本身，而不僅僅是其發出的總能量。這很困難，因為所需的計時精度太短了，只有幾飛秒（飛秒是十億分之一秒的百萬分之一）。結果，這些技術所需的設備和費用巨大，因此這項工作僅限於一些專門的研究實驗室。允許廣泛應用此功能的方法是緊湊，可製造且易於使用的方法。

在《Nature Communications》雜誌的最新出版物中，麻省理工學院的電子研究實驗室博士後楊佳佳及其在麻省理工學院，加州大學戴維斯分校，德意志電子同步加速器（DESY）和德國漢堡大學的合作者證明了具有納米級規模電路元件的微型晶片，其電路就像天線一樣，以每秒近1千萬億次的速度收集振蕩的光的電場。該晶片體積小，設備齊全，只需要廉價的電子設備即可讀取。

他們的工作有可能在&34;中實現新的應用，以使用幾個周期的光脈衝的電場波形進行高速信號處理。麻省理工學院電氣工程學教授，這項工作的合著者卡爾·伯格格倫說：&34; &34;

為了演示該設備的工作原理，研究人員首先使用專門的雷射系統生成了光脈衝，該雷射系統被設計為製作僅由幾個光學周期組成的光脈衝。他們將光照射到微晶片上，在微晶片上，他們製造了數百隻用超薄金膜製成的微型天線。為了獲得足夠強的電信號，天線之間必須有很小的間隙，每個間隙只有十億分之一米寬。當光穿過這些狹窄的縫隙時，它會產生巨大的電場，將電子從一個天線中剝離出來，將它們拉過空氣，然後將其沉積在下一個天線上。儘管每個天線本身僅貢獻很小的電流，但整個陣列上的總信號卻是可觀的，並且很容易測量。

該論文的主要作者是楊玉佳。該研究團隊由RLE的小組負責人和研究科學家Donnie Keathley領導，與電氣工程和計算機科學系的Karl Berggren教授，Deutsches Elektronen-Synchrotron（DESY）的FranzKärtner和德國漢堡大學的教授合作和加利福尼亞大學戴維斯分校的William Putnam。其他合著者是Marco Turchetti，Praful Vasireddy，Oliver Karnbach和Alberto Nardi。

這項工作得到了美國空軍科學研究所，歐洲研究理事會以及DESY的MIT-漢堡PIER計劃的支持。